K VYDAVATELI

Syndrom Prader-Willi (PWS; MIM 176270), poprvé popsaný v roce 1956, je díky svému charakteristickému klinickému fenotypu a jedinečné molekulární etiologii rodiče původu jednou z nejnázornějších poruch v oblasti lidské genetiky. Většina případů PWS (~ 70 %) je způsobena otcovskou delecí chromozomu 15q11-q13 a ~ 25 % případů je důsledkem mateřské uniparentální disomie (UPD) chromozomu 15, která vznikla v důsledku chyby v meióze I (MI) nebo meióze II (MII) bez disjunkce (NDJ) s následnou záchranou trizomie . MI NDJ je častější v důsledku vlivu věku matky , nicméně jak MI, tak MII NDJ vedou ke zvýšenému riziku recesivních stavů v důsledku velkých oblastí absence heterozygozity (AOH), které jsou charakteristickým znakem většiny UPD. Otcovská delece 15q11-q13 je zjistitelná pomocí fluorescenční in situ hybridizace (FISH) a analýzy chromozomálních mikročipů (CMA); mateřskou UPD chromozomu 15 však lze identifikovat také pomocí platforem CMA založených na jednonukleotidovém polymorfismu (SNP), které kromě aberací v počtu kopií detekují také AOH . Uvádíme ojedinělý případ PWS v důsledku mateřské UPD, která vedla také k recesivnímu syndromu ztráty sluchu v důsledku bialelické dědičnosti heterozygotní delece z přenášeného mateřského chromozomu 15.

Náš pacient se prezentoval jako 4týdenní chlapec narozený nepříbuzným rodičům. Prenatální průběh zahrnoval pozitivní screening v prvním trimestru s věkově vázaným rizikem trizomie 21 1 ku 43, nuchální translucence 1,35 násobku mediánu (MOM), PAPP-A 1,04 MOM a hCG 1,87 MOM. Neinvazivní prenatální screening (NIPS; MaterniT21 PLUS) byl negativní na trizomie 13, 16, 18, 21 a 22, stejně jako na mikrodeleční syndromy 1p36, Wolf-Hirschhorn (4p), Cri-du Chat (5p), Langer Giedion (8q), Jacobsen (11q), Prader-Willi/Angelman (PWS/AS; 15q) a 22q11.2. Výsledky screeningu byly negativní i na mikrodeleční syndromy 1p36, Wolf-Hirschhorn (4p), Cri-du Chat (5p) a Langer Giedion (8q). Odběr choriových klků a amniocentéza byly odmítnuty.

Proband se narodil ve 40+4 týdnu těhotenství elektivním opakovaným císařským řezem; Apgar byl 9 a 9, porodní hmotnost 3240 g, porodní délka 49 cm a obvod hlavy 36,5 cm, vše v mezích normy. Po narození normálně sál/polykal, ale měl difuzní hypotonii se slabým pláčem a byl přijat na jednotku intenzivní péče pro špatné krmení, chronickou hypoxemii a hypoglykemii (glykemie 37-39). Byla zjištěna oboustranná nesestouplá varlata. Ultrazvuk hlavy prokázal subependimální cystu na levém čelním rohu, následně byla provedena normální magnetická rezonance. Echokardiografie neprokázala žádné známky vrozené srdeční vady. Dítě dvakrát neuspělo ve sluchovém testu ABR (Auditory Brain Response).

Ačkoli analýza G-páskového chromozomu periferní krve s vysokým rozlišením odhalila normální 46, XY karyotyp, klinická analýza CMA pomocí matrice SurePrint G3 ISCA CGH+SNP 4×180K (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) identifikovala dvě velké oblasti AOH zahrnující 37.7 Mb na 15q11.2-q22.2 a 8,5 Mb na 15q26.1-q26.3 (obr. 1A), což vysoce svědčilo pro UPD pro chromozom 15. Za zmínku stojí, že testování CMA není nezávislým diagnostickým testem pro UPD vzhledem k jeho neschopnosti odhalit heterodisomickou UPD, která neobsahuje žádnou AOH. FISH provedená na chromozomech v metafázi pomocí lokusově specifické sondy SNRPN (15q11-q13) byla normální pro dvě kopie oblasti PWS/AS (obr. 1B). Klinická metylačně citlivá multiplexní amplifikace s ligací závislou na sondě (MLPA) pomocí sondového mixu SALSA MLPA ME028 Prader Willi/Angelman (MRC Holland, Nizozemsko) však prokázala abnormální metylační vzorec odpovídající nepřítomnosti kritické oblasti PWS/AS odvozené od otce, což společně potvrdilo diagnózu PWS podle mateřské UPD u probanda. DNA probanda byla rovněž podrobena testování CMA pomocí platformy CytoScan® HD (Affymetrix, Santa Clara, CA). Obě platformy CMA detekovaly dvě velké oblasti AOH v heterodisomickém UPD chromozomu 15 (obr. 1A) a vzhledem k tomu, že pericentromerická oblast byla u probanda homozygotní, byla mateřská NDJ připsána chybě MII .

(A) Analýza chromozomálních mikročipů (CMA) probanda, která ukazuje absenci heterozygozity (AOH; stínováno) na 15q11.2-q22.2 a 15q26.1-q26.3 pomocí platforem CMA společnosti Agilent (horní panel) i Affymetrix (spodní panel). (B) Metafázová FISH s použitím lokusově specifické sondy SNRPN (červená), ko-hybridizované s kontrolními sondami na 15p11.2 (D15Z1; aqua) a 15q22 (PML; zelená), což ukazuje na normální hybridizační vzorec dvou kopií v kritické oblasti PWS/AS na chromozomu 15q11.2. (C) Zvětšený pohled na homozygotní deleci STRC a CATSPER2 na 15q15.3 pomocí analýzy CMA (Agilent) u probanda (horní panel) a přenesenou heterozygotní deleci u matky (spodní panel).

Kromě dvou oblastí AOH na chromozomu 15 byla klinickým testováním CMA zjištěna také homozygotní delece 55,7 kb (minimální velikost) chromozomu 15q15.3 nacházející se v oblasti AOH 15q11.2-q22.2, která zahrnuje geny STRC (exony 1-22) a CATSPER2. Maximální velikost delece byla 169,6 kb na základě sousedních sond CMA (obr. 1C). Vzhledem k tomu, že bialelické sousedící delece STRC a CATSPER2 jsou známou příčinou syndromu hluchoty a neplodnosti (MIM 611102), byla identifikovaná homozygotní delece u probanda rovněž považována za patogenní. Tato homozygotní delece byla následně testováním CMA určena jako mateřsky dědičná (obr. 1C); podle očekávání však byla delece 15q15.3 u matky heterozygotní, ale přenášela se na probanda v obou homologních chromozomech 15. V případě, že se delece 15q15.3 přenášela v obou homologních chromozomech 15, bylo zjištěno, že se dědí od matky. Intersticiální blok heterozygotnosti na chromozomu 15 zjištěný u probanda testováním CMA byl důsledkem mateřské meiotické rekombinace před MII NDJ a následné záchrany trizomie po oplodnění. Molekulární karyotyp byl uveden jako:

• upd(15)mat.arr 15q11.2q22.2(23952738_61658913)x2

• hmz,15q15.3(43895633_43951301)x0

• mat,15q26.1q26.3(93895094_102398213)x2 hmz.

Gen STRC se významně podílí na prelingvální ztrátě sluchu, protože kóduje velký extracelulární strukturální protein stereocilin, který je exprimován ve vnitřním uchu. Stereocilin ukotvuje tektoriální membránu buněčných struktur Cortiho orgánu v hlemýždi a sekvenční mutace i delece STRC mohou vést k autozomálně recesivní ztrátě sluchu (s mužskou neplodností nebo bez ní v závislosti na tom, zda je odstraněn také CATSPER2) . Pozoruhodné je, že STRC je náročné zkoumat pomocí většiny molekulárních testů, protože sdílí >99% sekvenční homologii se svým distálním pseudogenem, což obvykle vede k nízkému rozlišení sond pro testy počtu kopií . Tandemové segmentální duplikace o velikosti ~100 kb, které zahrnují STRC, CATSPER2 a jejich pseudogeny, jsou zodpovědné za nealelické aberace počtu kopií (delece a duplikace) zprostředkované homologní rekombinací, které jsou v této oblasti běžné. Platformy CMA s nižším rozlišením proto nemusí přesně detekovat delece STRC a CATSPER2 kvůli nedostatku jedinečných sond v celé oblasti, což vede k tomu, že multigenové panely pro ztrátu sluchu často využívají cílenou kapkovou digitální PCR pro hodnocení počtu kopií a/nebo sekvenování genů pro detekci mutací.

UPD byla poprvé identifikována u lidí v roce 1988, kdy byla u dítěte zjištěna cystická fibróza v důsledku izodisomického mateřského UPD chromozomu 7, který demaskoval heterozygotní mateřskou mutaci CFTR . Ačkoli ne všechny chromozomy mají fenotyp UPD založený na imprintingu, zvýšené riziko recesivního onemocnění spojené s UPD vedlo k objevu recesivních genů a/nebo mutací onemocnění a také dříve nerozpoznaných UPD chromozomů. Mezi nedávné příklady patří UPD chromozom 3 a GM1 gangliosidóza , UPD chromozom 6 a dysfunkce čípků , UPD chromozom 8 a vrozená hyperplazie nadledvin , UPD chromozom 11 a srpkovitá choroba , UPD chromozom 12 a deficit sulfit oxidázy , UPD chromozom 12 a dědičná křivice rezistentní na 1,25-hydroxyvitamin D a UPD chromozom 14 a deficit alfa 1 antitrypsinu .

Náš proband se přidává k těmto popsaným případům nemaskované autozomálně recesivní poruchy způsobené UPD; náš případ je však jedinečný tím, že v sobě skrývá nešťastný důsledek postižení jak klasickou imprintingovou poruchou, PWS (MIM 176270), tak koexistujícím autozomálně recesivním onemocněním, syndromem hluchoty a neplodnosti (MIM 611102), které bylo přenášeno prostřednictvím mateřského UPD chromozomu 15 . Důležité je, že vzhledem k proměnlivému věku nástupu hluchoty zprostředkované STRC a koexistujícím příznakům PWS mohla být tato druhá diagnóza stanovena až mnohem později. Tento případ jako takový také poukazuje na to, jak rostoucí rozlišení technologií microarray a vysokokapacitního sekvenování umožní nejen identifikovat nové geny a poruchy Mendelových chorob, ale také může umožnit novorozeneckou identifikaci koexistujících genetických onemocnění, která by jinak mohla být zjištěna až v pozdějším věku.